Effect of constrained dilatancy on pull-out resistance of nails in sandy clay

Abstract

Soil-nailing technology has been widely used for the support of excavations, and for slope stability. For the design of a soil-nailing system, the pull-out resistance of the individual nails is of paramount importance. In this study, from an objective of strengthening the ground for the preservation of historical kiln sites, a combined technology of chemical grouting and soil nailing called the ‘earth sewing technique’ is presented. Field and laboratory model scale pull-out tests have been conducted to investigate the mobilisation of pull-out force. Triaxial and direct shear tests were performed to investigate and interpret the ultimate bond stress of nails. It has been shown that water content influences the pull-out capacity of nails in unsaturated sandy clay, not only through shear strength parameters, but also through additional normal stress due to constrained dilatancy. La technologie de cloutage des sols a été largement utilisée pour soutenir les excavations et stabiliser les pentes. Pour la conception d'un système de cloutage de sol, la résistance à l'arrachage des clous individuels a une importance primordiale. Dans cette étude, nous présentons, avec pour objectif de renforcer un sol pour la préservation d'un site historique, une technologie de cimentation chimique et de cloutage combinée appelée ‘technique de couture terrestre’. Des essais d'arrachage sur le terrain et sur modèle de laboratoire à échelle ont été menés pour enquêter sur la mobilisation de la force d'arrachage. Des essais de cisaillement triaxiaux et directs ont été réalisés pour étudier et interpréter la contrainte d'adhérence ultime des clous. Nous avons montré que la teneur en eau influence la capacité d'arrachage des clous dans de l'argile sableuse non saturée non seulement à cause des paramètres de résistance au cisaillement mais aussi à cause de la contrainte normale additionnelle due à la dilatance contrainte.